长输管道放空天然气回收技术研究



长输管道放空天然气回收技术研究

长输管道放空天然气存在放空地点分散、放空量大而集中、放空间隔时间长等问题。研究可行的放空气体回收技术对于节约资源，保护环境意义重大。常用的管道放空天然气回收方法有：天然气液化回收法、压缩天然气存储法和移动压缩回注法。

天然气液化回收法通过管道阀室的旁接管路流入天然气液化装置，经脱水、脱除酸性气体、脱除二氧化碳等净化处理后进入冷箱，在各板翅式换热器中被逐步冷却并分离去除重烃后经减压阀减压后进气液分离器，液相部分作为LNG产品引出冷箱进入LNG贮罐，汽相部分进入燃气发动机作为燃料驱动压缩机。天然气液化所需冷量由一台混合制冷剂压缩机提供，混合制冷剂由甲烷、乙烷、丙烷及氮气组成。放空天然气液化回收适用于固定场所、气源稳定、市场健全的场合，如偏远油气田零散天然气回收，紧邻天然气市场的LNG加注，长输管道分输口部分液化等，对于阀室不定期计划放空气体回收适用性差。

压缩天然气（CNG）存储法是将管道放空天然气通过压缩机增压到20MPa，装入拖车后拉运至输气站场或者城市CNG加气站，利用CNG 卸气技术将天然气卸入已建输气管道或者加气站。长输天然气管道由于高承压、口径大，站间距长等特点，阀室计划放空天然气体积量大（通常高于50万方），CNG回收方案在回收初期是不适用的，当回收压力较低时或者站场放空气量较小时（不大于3万方），且放空回收点紧邻城市时，CNG回收方式较为适用。

移动压缩回注法是通过截断长输管道上下游阀室，将车载压缩机组运输到现场，压缩机进气口连接上游阀室的预留接口，将原本放空的天然气由天然气压缩机组注入阀室下游管道，实现天然气回收（见图6）。国内生产车载移动压缩机的主要厂家有科瑞压缩机有限公司、济柴动力总厂成都压缩机厂、无锡压缩机股份有限公司、蚌埠市程鹏压缩机有限公司、蚌埠市正大压缩机有限公司等，科瑞和杰瑞采用主机进口后在国内组装成撬的方式来生产车载压缩机，具备一定的经验。但目前国内厂家对于要求较高的设备自主生产能力与国外存在一定差距，产品设计压力较低，运行效率方面存在发展瓶颈。国外压缩机企业中，Ariel、Cameron-Cooper、GE、LMF、Exterran、Propak、德国诺尔曼-艾索等都是世界知名的压缩机生产商，Ariel、Cameron的压缩机用于多个国家的车载压缩机，应用范围最广，LMF公司在海上石油钻井平台的市场占有率高达95%，可根据客户要求生产特殊压缩机，具有成型的车载压缩机产品。近年来，为减少温室效应，国外普遍采用移动压气站或移动式放空装置对管道进行放空；而国内则普遍采用在站场、阀室设置放空设备的方式。目前，国外在移动压缩放空回收方面已经具有了丰富的经验。

图6 移动压缩机回注法回收天然气示意图

随着我国长输天然气管道朝着大口径，高压力方向发展，在同等的阀室间距条件下，阀室间管段的管存量成倍增加，长输管道计划放空的巨量天然气通过火炬燃烧或者直接排放到大气引发的环境污染乃至火灾风险问题、以及由此带来巨额经济损失和资源浪费越来越受到关注。深入研究排量大、投资省、操作弹性大、可车载的移动压缩回收技术，对于解决我国长输管道放空气回收难题、推动放空回收技术发展具有重要意义。

彭世垚 赵青 管道科技中心工艺所